摘要
分析了涤纶、天丝、黏胶纤维与针叶木浆配抄对医用垫单纸强度、透气量、柔软性及Cobb值的影响,研究了针叶木浆打浆度、涤纶纤维长度和用量、浸渍液种类及起皱处理对医用垫单纸性能的影响。结果表明,配比天丝纤维的纸张强度、柔软性较差,黏胶纤维纸张透气性较差,涤纶纤维更适用于医用垫单纸;10 mm涤纶纤维比5 mm涤纶纤维更利于纸张的强度、柔软性和透气性;针叶木浆打浆度的增加有利于纸张强度而不利于透气性和柔软性,20°SR较为适宜;涤纶纤维用量20%时纸张的强度较高、匀度好且柔软透气;不同乳液(R1、R2、R3)浸渍后,纸张强度R3>R1>R2,抗水性R1>R3>R2,起皱后强度R3>>R1>R2,R1和R3以1∶1比例混合浸渍,可制得与进口医用垫单纸产品性能相当、抗水阻隔性好且起皱后强度性能优良的医用垫单纸。
一次性医用垫单又称中单、检查垫单等,可用作一次性采血垫、一次性床单、体检垫、包扎换药垫、医疗器具包装垫等,是目前医院病症检测、病床护理应用非常广泛的物品,能有效隔离、防止交叉感染;一次性医用垫单应具有较好的强度性能,良好的柔软亲肤特性,较高的抗水阻隔性,防止血液及其他液体透过,用作床单纸时应具有一定的透气
本研究以针叶木浆为主要原料,配比少量其他特种纤维制备一次性医用垫单纸。通过分析针叶木浆打浆度及配抄特种纤维的种类、长度、用量,以及浸渍乳液种类对起皱前后医用垫单纸性能的影响,优选出最佳的工艺,制备柔韧、透气、防水阻隔的生物基一次性医用垫单纸。
漂白硫酸盐针叶木浆(以下简称针叶木浆),加拿大雄狮牌;涤纶纤维(5 mm×1.67 D、10 mm×1.67 D),威百莱纤维有限公司;天丝纤维(4 mm×1.7 D),奥地利兰精公司;黏胶纤维(4.8 mm×1.7 D),唐山三友集团有限公司;R1、R2、R3水性复合乳液,广东某化工公司提供。
标准浆料疏解器、快速纸页成型器,奥地利PTI公司;转鼓式干燥器,日本KRK公司;抗张强度测定仪,杭州纸邦自动化技术有限公司;厚度仪、耐破度仪、柔软度仪,四川长江造纸仪器有限责任公司;撕裂度测定仪、Cobb值测定仪,奥地利PTI公司;数字式透气量仪,宁波纺织仪器厂。
用Vally打浆机将针叶木浆打浆至目标打浆度备用;按照一定的质量比将特种纤维与针叶木浆混合,用标准疏解器搅拌均匀,浆内添加湿强剂和分散剂,用快速纸页成型器抄纸制得垫单原纸,原纸定量约40 g/
参考相关标准及方法测定原纸和垫单纸的定量、抗张强度、伸长率、撕裂度、耐破度、Cobb值、透气量、柔软度。
柔软性是纸张产品在皮肤上摩擦或者用手触摸时触觉上可感知的柔软特性,是人们各种生理和心理相互作用的复杂函数,这种主观触觉是多种物理特性的组合,包括纸张的弹性或刚度、摩擦特性和纸张表面的纹理
一次性医用垫单在应用场景中会接触皮肤并产生皱褶,常伴随液体污染情况,因此一次性垫单纸需要具有良好的强度和防水阻隔特性,为了保持舒适性还需要具有一定的透气性和柔软特性。根据进口垫单纸及其他垫单产品性能,拟定实验室制备的垫单纸需要满足以下指标要求:定量(50±5)g/
将长度约5 mm的涤纶、天丝、黏胶纤维分别与20°SR针叶木浆以2∶8的质量比混合抄纸以制备垫单原纸,然后将原纸浸渍R1乳液,通过调整乳液浓度固定上胶量约7 g/

图1 特种纤维种类对垫单原纸和垫单纸性能的影响
Fig. 1 Effect of specialty fiber types on properties of base and pad sheet papers

图2 特种纤维种类对垫单纸Cobb值的影响
Fig. 2 Effect of specialty fiber types on Cobb value of pad sheet papers
从
将长度为5 mm、10 mm的涤纶纤维分别与20°SR针叶木浆以质量比2∶8混合抄纸制得原纸,然后将原纸浸渍R1乳液,浸渍液的上胶量约7 g/

图3 涤纶纤维长度对垫单原纸和垫单纸性能的影响
Fig. 3 Effect of polyester fiber length on properties of base and pad sheet papers
从
从
实验中测得含5 mm和10 mm涤纶纤维的垫单纸的Cobb值分别为14.1 g/
将10 mm涤纶纤维分别与14°SR、20°SR、27°SR针叶木浆以质量比2∶8混合以抄制垫单原纸,然后浸渍R1乳液,固定上胶量约7 g/

图4 针叶木浆打浆度对垫单原纸和垫单纸性能的影响
Fig. 4 Effect of beating degree on properties of base and pad sheet papers

图5 针叶木浆打浆度对垫单纸Cobb值的影响
Fig. 5 Effects of beating degree on Cobb value of pad sheet paper
从
原纸和垫单纸的透气量、柔软度随打浆度的变化趋势相同,透气量随打浆度的增加而降低,柔软度随着打浆度的增加而提高。当打浆度为27°SR时,原纸和垫单纸的透气量均小于40 L/(
综上所述,打浆度为14°SR时,虽然纸张的柔软性和透气性较好,但垫单纸的抗张强度、耐破度等较低,且纸张匀度较差;打浆度为27°SR时虽然纸张的抗张强度、耐破度较好,但垫单纸的撕裂度较低且透气性、柔软性差,因此综合考虑各项性能,选择20°SR为较适宜的打浆度。
选用长度为10 mm的涤纶纤维与打浆度20°SR针叶木浆,按照涤纶纤维的用量为总纤维质量的0、10%、20%、30%混合抄造制备原纸,将原纸浸渍R1乳液,固定上胶量约7 g/

图6 涤纶纤维用量对垫单纸原纸和垫单纸性能的影响
Fig. 6 Effect of polyester fiber dosage on properties of base and pad sheet papers

图7 涤纶纤维用量对垫单纸Cobb值的影响
Fig. 7 Effect of polyester fiber dosage on Cobb value of pad sheet paper
从
原纸和垫单纸撕裂指数均随着涤纶纤维用量的增加而提高,但垫单纸的撕裂指数比原纸有所降低。纸张撕裂度与纤维长度密切相关,因为实验所用涤纶纤维长度为10 mm,长度远大于针叶木纤维,纤维越长,应力分布更均匀,增加了纸张抵抗裂缝延伸扩展的能力,因此涤纶长纤维的添加有利于纸张撕裂度的提高,且纸张中涤纶纤维的质量比越高,纸张撕裂度越高;但是浸渍后纸张的结合强度较高,导致撕裂应力不易分散,所以垫单纸撕裂度反而有所降
从
不同涤纶纤维用量下垫单纸的Cobb值如
综合考虑涤纶纤维用量对原纸和垫单纸性能的影响,当涤纶纤维用量20%时垫单纸的耐破指数、伸长率较高,柔软度较低,且此时浆料的分散效果较好,若涤纶纤维用量较高(达30%时),浆料的分散性稍差,成纸匀度较差,因此涤纶纤维用量20%较为适宜。
将长度为10 mm的涤纶纤维与20°SR针叶木浆以2∶8的比例混合抄纸,然后分别浸渍R1、R2、R3胶乳浸渍液,固定上胶量为7 g/

图8 不同乳液对垫单纸性能的影响
Fig. 8 Effect of emulsion type on properties of pad sheet papers
由
为了进一步改善垫单纸的柔软特性,需要对垫单纸进行起皱处理,经实验室模拟起皱处理后,发现起皱后的R1和R2浸渍纸抗张指数大幅降低,分别比起皱前垫单纸的抗张指数降低了54.6%和56.2%,R3垫单纸起皱后抗张指数降低了18.4%,鉴于R3垫单纸起皱前后均具有较好的强度性能,而R1垫单纸具有优良的抗水效果,本实验将R1和R3乳液混合后浸渍原纸以制备垫单纸,设定浸渍液中R1和R3乳液的质量比分别为3∶7、5∶5、7∶3,测定起皱前后浸渍混合乳液后纸张的性能,结果如

图9 浸渍液中R1和R3乳液比例对起皱前后垫单纸性能的影响
Fig. 9 Effect of R1 and R3 emulsion ratio on the properties of pad sheet papers with or without wrinkling
从
根据上述实验结果所得的最佳工艺条件制备垫单纸,利用20°SR漂白硫酸盐针叶木浆与10 mm涤纶纤维以质量比8∶2混合抄制原纸,原纸定量约40 g/
由
3.1 对比配比不同种类纤维的垫单纸可知,含天丝纤维的垫单纸强度、柔软性稍差,含黏胶纤维的垫单纸透气性较差,涤纶纤维更适于制备垫单纸;10 mm涤纶纤维比5 mm涤纶纤维更利于垫单纸的强度、柔软性和透气性;当涤纶纤维用量20%时,垫单纸的耐破指数、伸长率最高,且柔软透气性及匀度均较好。
3.2 3种乳液浸渍垫单原纸,R1垫单纸的抗水性最优,但起皱后强度降低明显,而R3垫单纸虽然抗水性稍差但起皱后强度较高,将R1和R3以5∶5质量比混合浸渍原纸可制得强度高、抗水性好且透气柔软的垫单纸。
3.3 制备垫单纸的适宜工艺条件为:10 mm涤纶纤维与20°SR针叶木浆以质量比2∶8混合制备垫单原纸,浸渍质量比5∶5的R1和R3混合液,经起皱处理制得的一次性垫单纸能够满足拟定的性能指标,且与进口垫单纸产品性能相当,手感柔软、透气性好、强度较高,且具有良好的抗水性能。
参 考 文 献
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